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矿用局部通风机分级变频控制策略及数值模拟
  • 74
  • 80
  • 作者

    李峰唐佳李子依段宝燕

  • 单位

    中国矿业大学（北京）应急管理与安全工程学院

  • 摘要
    目前国内大多数煤矿并不具备先进的通风系统，局部通风机通常采用恒频运转的“一风吹”方式排放瓦斯，导致设备效率低，造成资源、能源的严重浪费。针对上述问题，以某矿为例深度剖析巷道瓦斯体积分数和需风量之间的关系，提出一种将风机频率划分为4个等级的分级变频控制策略，结合模糊控制理论制定系统升频和降频的运行条件，利用数值模拟的方法，分析了不同瓦斯体积分数状态下风机控制和瓦斯排放情况。结果表明：该控制策略能够使掘进工作面的瓦斯体积分数始终维持在0.5%～0.8%范围内，无需进行复杂的解耦运算，可以在一定程度上提高系统运行的稳定性，实现真正意义上的“按需通风”，提升通风效率并降低能耗。
  • 关键词

    局部通风机掘进工作面瓦斯运移分级变频数值模拟

  • 基金项目(Foundation)
    中央高校基本科研业务费专项资金资助项目；中国矿业大学（北京）大学生创新训练资助项目（202212008）；
  • 文章目录
    1 矿井概况及分级变频策略
    1.1 矿井概况
    1.2 分级变频策略
    2 基于Mamdani的风机分级变频控制系统
    2.1 系统设计
    2.2 Mamdani型模糊控制器数据处理
    2.2.1 确定模糊控制结构
    2.2.2 确定模糊控制规则
    2.3 输出量u的清晰化
    2.4 仿真计算结果和分级变频条件
    3 掘进工作面风流流动及瓦斯运移规律的数值模拟
    3.1 模型与网格划分和边界条件
    3.2 模拟结果
    3.2.1 巷道风流流场
    3.3.2 掘进工作面瓦斯运移及体积分数变化
    4 结语
  • 引用格式
    李峰,唐佳,李子依,段宝燕.矿用局部通风机分级变频控制策略及数值模拟[J].煤矿安全,2023,54(03):100-108.DOI:10.13347/j.cnki.mkaq.2023.03.016.
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